蒸汽流量测量中关于温度和压力补偿的实施

　　一、前言

　　蒸汽流量测量中温压补偿的目的， 是在蒸汽的工况偏离设计工况时， 将蒸汽的密度对测量结果的影响予以修正，使测量结果接近真实流量值。 因为蒸汽处于气体状态，当温度、压力变化时，其密度会发生很大的变化，如果不进行补偿，引起的误差就会很大。 例如，设计压力为1MPa(表压)的饱和水蒸气，当压力下跌到0.8MPa时，密度下降到设计值的82%，若不进行温压补偿， 对差压式流量计的影响将使示值升高10.4%，而对涡街流量计的影响将使示值升高21.9%。 显然，对温度、压力变化的流量测量对象，除直接法质量流量计外，必须进行温压补偿。

　　但是， 自控设计人员在实施温压补偿时遇到了一些问题，因为水蒸气在输送过程中难免要发生相变，例如过热蒸汽在经过长距离输送后，往往因沿途损失热量而脱离过热状态，进入饱和状态，甚至变成汽液两相，如果仍按过热蒸汽来处理是否会有问题? 饱和水蒸气在送到生产装置后往往要先减压再使用，那么，减压后的蒸汽是否仍然处于饱和状态等。 对于这些问题，如果处理不当，就会引入额外的误差。 下面就以我们实际工作中所遇到的问题，结合具体的仪表进行分析和讨论。

　　二、蒸汽密度的求取

　　流量测量中温压补偿的主要任务是将蒸汽的温度、压力测量出来，并据此求出蒸汽密度。我们使用的流量二次仪表是FC6000型通用流量演算器，在该仪表中，蒸汽温压补偿采用查表和内插相结合的方法求取蒸汽密度， 在仪表的EPROM中写入3个蒸汽密度表,1号表是过热蒸汽密度表， 另外两个是饱 和 蒸 汽 密 度 表 ， 采 用 的 都 是 国 际 蒸 汽 密 度 表1976IFC。 其中，过热蒸汽密度表有两个自变量，即蒸汽温度和蒸汽压力。而饱和蒸汽密度表只有一个自变量。2号表是蒸汽压力为自变量。 3号表是蒸汽温度为自变量。这样，测得蒸汽温度或测得蒸汽压力都能通过查表求得蒸汽密度。 究竟是选查ρ=f(p)表格还是ρ=f(t)表格，则在填写组态菜单时由用户自己选定。

　　1.查表的优先权问题

　　对于过热蒸汽来说，蒸汽密度随蒸汽温度、压力变化的关系是三维空间中的一个曲面， 有两个自变量，因此在查密度表时就存在一个优先权的问题。 若先从压力查起，就称压力优先;若先从温度查起，就称温度优先。对于饱和蒸汽来说， 若选压力补偿， 则为压力优先;若选温度补偿，则为温度优先。上述3种情况优先关系， 由用户在填写菜单时指定，如表1所示。

　　2.蒸汽状态判别问题

　　FC6000型仪表具有蒸汽状态判别功能。 根据判别结果，查不同的密度表。以过热蒸汽为例，在如图1所示的查表示意图中，从压力测定值P0出发去查温度，如果温度测定值大于饱和温度t1， 则判别蒸汽为 “过热蒸汽”，查 1 号密度表，例如，t=t2则ρ=ρf2。 如果温度测定值小于t1，则判别蒸汽状态为 “过饱和蒸汽 ”，查2号密度表，ρ=ρf1，此时，温度信号与压力信号不平衡 ，所以，仪表自诊断显示“000800”代码。